【路由知识小课堂】之十 WiFi在物联网中扮演的角色

写在开头：超版大风车开设的“风车大课堂”里，已全方位地对360安全路由常规使用方法和一些特色功能教程做了介绍，这里也就不再赘述，所以这里开设一个不局限于360安全路由，而是代表路由共性的科普类课堂，当作大课堂的补充。

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【大风车大课堂】360安全路教程 汇总帖
【路由知识小课堂】汇总帖~

WiFi通常是IoT（Internetof things 物联网）的首选，但由于本身存在的限制，已经添加了两个新的协议，802.11 ah和802.11 ax。
不同的物联网应用程序在范围、数据吞吐量、能源效率和设备成本方面具有不同的要求。WiFi通常是一个显而易见的选择，因为WiFi的覆盖几乎是无所不在的，但它并不总是正确的选择。本文研究了WiFi的功能和两个新兴的IEEE标准，802.11 ah和802.11ax。
物联网的数据传输要求从小型的、间歇性的有效载荷到大量的连续数据，如实时视频监控。在天气和农业应用方面，智能设备的距离要求可能是几公里。
技术瓶颈在每个领域都很常见。物联网设备需要持续的连接，但它们不一定都能够连接电源。物联网设备需要能源方面的进步，甚至需要一个纽扣电池支持设备不间断使用几年时间。影响物联网连接技术的主要包括：
1.设备成本和配套基础设施
2.易于部署，调试和管理
3.可靠性和安全性。
4.可扩展性

一、物联网连接技术
许多基于最后一英里连接性选项已经演变为服务物联网，而且每个都有优点和局限性。下面就是各种连接技术的对比：


二、WiFi在物联网中的作用
WiFi，即802.11，是一种无线协议，它的目的是用无线通信取代无授权的频带。它的目标是提供现成的、易于实现的、易于使用的、具有跨供应商互操作性的短程无线连接。在零频谱成本的情况下，对频谱效率的关注较少，而桌面设备的期望使用效率也不高。
WiFi是IoT连接的一个明显选择，因为现在WiFi覆盖几乎无处不在，然而它并不总是合适的选择。

相较于其他物联网技术，使用标准802.11 a/b/g/n/ ac的优点和缺点

如上表所示，标准WiFi虽然是物联网的首选，但在范围和能效方面都有局限性。IEEE通过发布802.11 ah和802.11 ax的规范来解决这些缺点：
1.WiFi HaLow（802.11 ah）——WiFi HaLow技术基于2016年10月批准的ieee802.11ah标准。它是专门为解决物联网的范围和电力问题而引入的。802.11 ah使用900mhz ISM的许可波段，提供较低功率需求的扩展范围。使用预定义的wake/doze周期，并提供半径为1公里的范围，从而进一步优化功耗。它允许站点分组最小的争用和转发，以扩展覆盖范围。
然而，802.11 ah需要专门的无线接入点（或APs内部的无线电）和客户端硬件。尽管该协议已于2016年10月得到批准，但芯片厂商对无线网络的热情却微乎其微。
2.HEW （802.11 ax）——即将到来的高效无线（IEEE802.11ax）标准也增加了许多IoT友好的特性。它保留了目标唤醒时间和站组特性，从802.11 ah允许客户节约能源和避免碰撞。此外，多MIMO功能，再加上较小的（78.125 kHz）载波间隔，允许多达18个客户端同时在40mhz通道内发送数据。
在物联网中何时采用802.11 ax将取决于802.11 ax客户端的性能以及客户端和AP设备在市场中的普及速度。

综上所述，标准WiFi（基于802.11 a/b/g/n/ ac）通常不是IoT的最佳技术，但某些IoT应用程序可以利用已安装的标准WiFi，尤其是在内置或校园环境中。现有的案例包括建筑和家庭自动化和内部能源管理。

知识点！注意了！
802.11 ah——基于802.11 ah的WiFiHaLow是专门为物联网设计的低功耗长距离技术，需要单独的物联网设备。采用1GHz一下的频段，改善先进Wi-Fi易受建筑物阻碍而影响传输距离和覆盖范围的弊端。覆盖范围可以达到1公里，信号更强且不容易受到干扰。
802.11 ax——高效无线（802.11 ax，High-Effciency Wireless，HEW）标准由于可使用160MHz的频宽，辅以一系列新技术，802.11ax比802.11ac更高的无线传输速率、承载量，更强的抗干扰与稳定性。最高理论速率提升至802.11ac的4倍以上，并能够更好的适应高密度无线环境。
此外WiFi提供商们会继续对物联网进行改进，并已开始在设备中内置物联网技术（ZigBee、Bluetooth功能）提供接口。